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杭州电子科技大学自动化学院 DSP课程期末论文基于 TMS320F2812 DSP的电动汽车驱动系统设计专 业：电气工程与自动化班 级： 11093112 学 号： 11931229姓 名：施军平2013/12/15目录摘 要ABSTRACT一．引言 ................................................................. 11.1 前言 ................................................................ 11.2 研究背景 ............................................................ 2二． 系统设计方案 ........................................................ 32.1 电动汽车的系统组 ......................................................................................................................... 4 2.2 电驱系统 ........................................................................................................................................... 5 三 . 系统硬件设计 ......................................................... 63.1 电驱系统的性能要求 .................................................. 73.2 电驱系统的结构形式 .................................................. 8 3.3 电驱系统的研究现状 .................................................................................................................... 9四 . 结论 ................................................................. 9参考文献 ................................................ 错误！未定义书签。

杭州电子科技大学自动化学院 DSP课程期末论文杭州电子科技大学自动化学院 DSP课程期末论文摘 要本文分析了电动汽车在我国的市场前景，简述了电动汽车的组成，详细介绍了电动汽车最重要子系统电驱动系统性能要求、结构形式、组成部件及研究现状关键词：电动汽车 电驱动系统 市场分析 组成成分Abstract This paper analyses market prospect of electric vehicle in our country.At the same time,it briefly introduces composing components of electric vehicle.In the end,the performance requirements,structure type ,composition parts and research status of the most important child-system,electric drive system,of electric vehicle are introduced in detail. Keywords:electric vehicle,electric drive system,market analysis,composing compoent 杭州电子科技大学自动化学院 DSP课程期末论文1 一．引言1.1 前言汽车是现代社会的重要交通工具，为人们提供了便捷、舒适的出行服务，然而传统燃油车辆在使用过程中产生了大量的有害废气，并加剧了对不可再生石油资源的依赖。

在能源方面，目前世界汽车保有量约 8 亿辆，并以每年 3000万辆的速度递增，预计到2020 年全球汽车保有量将达到 12 亿辆，主要增幅来自发展中国家美、中、日近年来汽车需求量变化如图 1 所示可以发达国家（像美国、日本）的需求量再减少，发展中国家（像中国）需求量增长比较明显我国汽车产销保持快速增长， 2009 年汽车产销1300 万辆过去 10 年我国汽车保有量也迅速增长，年均增长 14%，其具体情况图 2 所示1,744 1,705 1,6461349591 585238 333446 5095771747 1,714 1,697 1,730583579 585535574 5088437009022001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008美国日本中国1319 1453 16091802 20532383 269431603697435849758.2%10.7%14.1%10.1%17.3% 17.0%17.9%13.0%16.1%13.9%12.0%19981999200020012002200320042005200620072008汽车保有量 ( 万辆)增长率 ( ％)图 1 美、中、日近年来汽车需求量变化 图 2 过去 10 我国汽车保有量1.2 研究背景 ：作为能源消费大国， 我国形势更为严峻， 2009 年中国原油消费总量约为 3.88 亿吨，其中净进口原油 1.98 亿吨， 占原油消费总量的 51.2％， 能源大量进口危及到国民经济正常运行和国家能源安全。

中国汽车保有量刚刚达到 5000 万辆，人均汽车拥有量仅为世界平均水平的 1/3，但其年耗油量却已接近全国成品油总量的 60％按目前的增长速度和油耗水平，汽车保有量到 2020 年会超过 1.5 亿辆，年耗油将突破 2.5 亿吨巨大的市场需求与严峻的能源环境约束之间的矛盾异常尖锐发展节能环保汽车，实现能源转型与产业振兴势在必行杭州电子科技大学自动化学院 DSP课程期末论文2 汽车能源从传统的汽油、柴油，到用天然气、液化石油气、甲醇、乙醇、二甲醚、生物柴油等替代的燃料汽车， 到现在研究比较热的新能源汽车， 比如混合动力、 纯电动、燃料电池、氢动力等而在这些新能源汽车当中，混合及纯电动已有产品推向市场，如日本汽车丰田公司 1997 年 12 月宣布将复合动力电动轿车 P rius投入小批量商业化生产[1]我国奇瑞汽车有限公司首台自主研发的纯电池电动汽车 S18于 2008 年下限，该车搭载一部 336V、 40kW 电动机驱动系统， 40Ah 磷酸铁锂电池，最高时速为 120km/h ，连续行驶里程可达 150km[2] 西安交通大学曹秉刚团队研制的速达牌纯电动汽车在三门峡试制成功， 20 辆速达牌纯电动汽车 2010 年 8 月 31 日下线并正式挂牌运行。

锂电池纯电动汽车续驶里程达到 260km， 0-100km/h 的加速时间仅为 9 秒左右，最高时速为150km/h ，而使用的电机仅有 15kW，使用的电池仅有 252kg如处于国外领先水平的日产凌风（ LEAF）续驶里程为 160km，最高时速为 140km/h，所使用的电机为 80kW铅酸电池纯电动汽车续驶里程达到 150km， 0-100km/h 的加速时间仅为 11 秒左右，最高时速为 120km/h，使用的电机仅为 10kW目前国内外的高性能的铅酸电池纯电动汽车续驶里程都在 100 km 之内，而且最高车速很难达到 100km/h 以上 [3]，天津一汽、东风汽车、比亚迪等国内企业也早已开展了电动汽车的研制 [2， 4]电动汽车清洁无污染、能量效率高、低噪声的优点，国内外电动汽车已成为汽车发展的主流方向 ,这为世界， 尤其是为我国发展低碳经济， 建设资源节约型社会提供了一条有力道路因此，国家对电动汽车的发展提供了大力支持， “十五”国家高新技术研究发展计划（ 863 计划）将电动汽车以重大专项列入 [5-6]; 国家发展改革委员会 2004 年 6 月 1 日出台了 《汽车产业发展政策》 ， 重点发展混合动力汽车技术和轿车柴油发动机技术 [7]； 《节能中长期专项规划》 （国家发展改革委员会 2004 年 11 月 25 日）中指出，实施清洁汽车行动计划，发展混合动力汽车，在城市公交客车、出租车等推广燃气汽车 [8] ； 2007 年 6 月公布的《中国应对气候变化国家方案》鼓励混合动力汽车、纯电动汽车的生产和消费。

2010 年，科技部已制定 “ 十二五 ”专项规划的草案，万钢提出， “ 十二五 ” 期间，电动汽车发展的总体目标是全面掌握电动汽车的核心技术，形成有较强竞争力的电动汽车以及关键零部件工业体系，建立有利于电动汽车发展的环境，等等杭州电子科技大学自动化学院 DSP课程期末论文3 二． 系统设计方案2.1 电动汽车的系统组成一般地，如果把电动汽车看生是一个大系统，则系统主要由电力驱动子系统、电源子系统和辅助子系统组成 [1]图 1 表示一种典型的电动汽车系统组成，图中双线表示机械连接；粗线表示电气连接；细线表示控制信号连接；线上的箭头表示电功率或控制信号的传输方向 来自加速踏板的信号输入电子控制器并通过控制功率变化器来调节电动机输出的转矩或转速，电动机输出的转矩通过汽车传动系统驱动车轮转动充电器通过汽车的充电接口向蓄电池充电在汽车行驶时，蓄电池经功率变换器向电动机供电当电动汽车采用电制动时，驱动电动机运行在发电状态，将汽车的部分动能回馈给蓄电池对其充电，并延长电动汽车的续驶里程电子控制器 功率变换器 三相感应 电动机 固定速比变速 器和差速器能量管理系统 镍氢电池辅助动力源动力转向系统蓄电池充电器空调器车轮车轮电源子系统 辅助子系统交流电源一种典型的电动汽车系统组成转向盘制动踏板加速踏板电力驱动子系统杭州电子科技大学自动化学院 DSP课程期末论文4 2.2 电驱动系统电力驱动系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。

电动汽车对驱动系统的要求很高一般认为 ,驱动系统应符合下列要求：1）瞬时功率大，短时过载能力强，以满足爬坡及加速的需要；2) 调速范围宽广；3) 在运行的全部速度范围和负载范围内，具有较高的效率也就是在电机所有工作范围内综合效率高 , 以尽量提高电动汽车一次续驶里程；4) 可靠性高，使用方便简单，价格低廉；5) 功率密度高，体积小，质量轻一般地，驱动系统由电气和机械系统组成电气系统由电子控制器，功率变换器、驱动电动机组成；机械系统由机械传动装置和车轮组成驱动系统的功能是将储存在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能进而推进汽车行驶， 并能够在汽车减速制动或者下坡时，实现再生制动结构如下图 2 电子控制器微处理器微控制器DSP转换器VVVFFOCMRACSTCVSCNNCFuzzy软件 硬件功率变换器 电动机 变速箱和差速器器件GTOBJTMOSFETIGBTMCT拓扑斩波PWM逆变谐振CADFEMEM力热图解法类型DCIMSRMPMSMPMBMPMHM驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能， 通过传动装置驱动或直接驱动车轮早期，电动汽车上广泛采用直流串激电动机，这种电动机具有“软”的机械特性，与汽车的行驶特性非常适应。

但直流电动机由于存在换向火花， 比功率较小， 效率较低，维护保养工作量打等缺点，随着电动机技术和。